跨存儲后台遷移數據的三種方案


在一套IT生產系統中,存儲更換的原因,也許是設備過老,買不到備件了,也許是業務增長快,設備性能不夠用了等等。當存儲要需更換時,就會產生數據遷移的需求。如果舊存儲中有CIFS文件這樣帶狀態的數據需要遷移,情況就會更復雜一些。本文記錄我所知的在新舊存儲之間從后台帶權限遷移CIFS文件系統的幾種方式。

方案一:傳統(一次停機)

對生產系統來說,可能是由多個業務組合起來使用的,下圖中假設了兩種業務。遷移的時候需要兼顧兩者同步進行。共分三個階段:初次同步 ------》 日常增量 ------》 最后割接。

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平時准備,割切切換

說明

  1. 新存儲的安裝、Share建立、文件系統使用等操作和舊存儲完全獨立,不影響舊生產系統。

  2. 同步技術可以是存儲廠商自己的專有拷貝技術(如HDS True Copy、Shadow Image、Netapp的Snapmirror、HP的Business Copy等),也可以是與存儲品牌無關的文件層拷貝技術(如Robocopy、Fastcopy、Xcp、CMT等)

  3. 初始同步時監控設備CPU、磁盤使用率、網絡吞吐等重要參數,評估風險和瓶頸因素。(包括底層存儲、拷貝虛擬機、NAS網關等整個路徑上的所有設備)

  4. 復制條的寬窄代表時間的長短,如果是存儲廠商自己的拷貝技術(只可應用於自家品牌設備,同時隔代設備之間也可能存在兼容性制約),不管是基於FC SAN的還是基於NAS的,速度都會比較快。文件級別拷貝會慢一些。

  5. 初始復制是最慢的,后續的常規增量比對時間會縮短,頻率、次數可以按需自己設定。通過持續地做增量對比,最主要目的是預測割接時最后一次同步需要的時間,和停機窗口時間進行比對。

  6. 割接時,所有業務要進行最后的同步,確保數據、權限一致。同步較慢的那個業務會成為瓶頸,是重點考量因素。

小結

因為新舊設備IP地址不同,業務端的割接是必要的,目的是告知系統:下一次登錄的時候,從新存儲的位置取數據。如果存儲層面能夠實現對於應用無感知——包括網絡域名不變化,和底層實際承載對象切換的無感知——業務割接就可以免除。

方案二:虛擬化接管(兩次停機)

虛擬化接管一般是同品牌設備之間使用——只有這樣才能使用專用拷貝技術。下面以一個存在NAS機頭/網關的場景舉例,我們用新存儲接管舊存儲后做數據遷移。仍使用原NAS機頭提供服務。如下圖所示(紅色為新存儲、藍色為舊存儲)。

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說明

  1. 存儲第一次接入時,需要一次停機。這時新存儲會接管舊存儲。注意,對NAS網關來說,配置的仍然是舊存儲,虛擬化對它是透明的。

  2. 停機窗口期間只需要完成虛擬化接管,即可恢復業務。此時,實際讀寫仍然由舊存儲提供,但是路徑會先經過新存儲。在此同時,新存儲后台異步拷貝舊存儲的數據。注意,即使拷貝完成后,真正在處理IO的仍然是舊存儲。使用過程中新產生的數據也會存儲在舊存儲(並通過同步程序向新存儲遷移)。

  3. 第二次割接窗口,使得存儲訪問路徑改變。IO全部轉到新存儲。新存儲和舊存儲之間的虛擬化關系可以保留,也可以終止。

小結

  • 很顯然,這種方案最大的弊端是割接次數較多。
  • 由於是純粹存儲底層實現,對NAS網關透明,業務端可以不需要進行配置變更,繼續使用原網絡路徑,比傳統方案變更復雜度降低。
  • 值得注意的是,虛擬化接管本身也可能有相當多的操作步驟。(以HDS G系列為例,大約有40條命令)

方案三:虛擬化接管(一次停機)

說明

仍然是存儲虛擬化方案。第一步和上一個方案相同,利用一次停機窗口將新存儲接入現網。不同點在於,有些存儲的軟件產品,可以實現虛擬化接管后的新、舊存儲同時提供服務。接管完成后,舊存儲開始不斷地把舊數據向新存儲遷移。業務恢復后,處理業務數據遵循以下兩個原則:

  • 新產生的數據,直接寫入新存儲。

  • 只要需讀取的數據在新存儲有,就從新存儲讀取,否則從舊存儲讀取。

顯然,當舊數據全部遷移到新存儲后,舊存儲上就不再有業務訪問了,此時可將其退出環境下線,不需要再次停機。

小結

本方案比上一個方案的優勢是少了第二次停機窗口,但是否能采取此方案取決於實際環境中的存儲品牌是否支持該技術,以及該技術能否兼容具體新、舊存儲型號、微碼版本等。

總結

  • 生產數據若要遷移到不同存儲,停機總是難免的。不是因業務變更停機,就是因設備介入停機。

  • 若遷移發生在同品牌存儲之間,一定會存在文件復制速度增加和權限易於保留的優勢,同時,也存在更多的技術選擇——如虛擬化。相應的,商務成本高。

  • 本文討論三種方案都是整體性的后台拷貝割接方案。其實至少還有兩種可考慮的其它思路:一是化整為零,在單項業務內再做切分,然后逐個處理,以提升成功率;二是改用前台拷貝——即“硬生生”地拷貝所有文件,並保證權限正確。

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